Temperatura vpliva na topnost vode spremenjenega celuloznega etra. Na splošno je večina celuloznih etrov topna v vodi pri nizkih temperaturah. Ko se temperatura dvigne, njihova topnost postopoma postane slaba in sčasoma postane nerešljiva. Nižja kritična temperatura raztopine (LCST: nižja temperatura kritične raztopine) je pomemben parameter za karakterizacijo spremembe topnosti etra celuloze, ko se temperatura spreminja, to je nad nižjo temperaturo kritične raztopine, celulozni eter ni topno v vodi.
Preučeno je bilo ogrevanje vodnih metilceluloznih raztopin in pojasnjen mehanizem spremembe topnosti. Kot že omenjeno, ko je raztopina metilceluloze pri nizki temperaturi, so makromolekule obdane z molekulami vode, da tvorijo strukturo kletke. The heat applied by the temperature rise will break the hydrogen bond between the water molecule and the MC molecule, the cage-like supramolecular structure will be destroyed, and the water molecule will be released from the binding of the hydrogen bond to become a free water molecule, while the methyl The hydrophobic methyl group on the cellulose macromolecular chain is exposed, which makes it possible to prepare and study the Hidrofobna povezava hidroksipropil metilceluloze toplotno inducirani hidrogel. Če so metilne skupine na isti molekularni verigi hidrofobno vezane, bo zaradi te intramolekularne interakcije celotna molekula videti zamazana. Vendar pa bo zvišanje temperature okrepilo gibanje verižnega segmenta, hidrofobna interakcija v molekuli bo nestabilna, molekularna veriga pa se bo spremenila iz zavitih v stanje v podaljšano stanje. V tem času začne prevladovati hidrofobna interakcija med molekulami. Ko se temperatura postopoma dvigne, se vse več vodikovih vezi razbije in vse več celuloznih etrov molekul ločimo od strukture kletke, makromolekule, ki so med seboj bližje drug drugemu, pa se zberejo s hidrofobnimi interakcijami, da tvorijo hidrofobni agregat. Z nadaljnjim zvišanjem temperature so sčasoma vse vodikove vezi pokvarjene, njegova hidrofobna povezanost pa doseže največ, kar poveča število in velikost hidrofobnih agregatov. Med tem postopkom postane metilceluloza postopoma netopna in sčasoma popolnoma netopna v vodi. Ko se temperatura dvigne do točke, ko se med makromolekulami tvori tridimenzionalna omrežna struktura, se zdi, da tvori gel makroskopsko.
Jun Gao in George Haidar in drugi sta s pomočjo razprševanja svetlobe preučevala temperaturni učinek hidroksipropil celulozne vodne raztopine in predlagala, da je nižja kritična temperatura raztopine hidroksipropil celuloze približno 410c. Pri temperaturi nižje od 390C je enojna molekularna veriga hidroksipropilne celuloze v naključno zavitem stanju, hidrodinamična porazdelitev polmera molekul pa je široka in med makromolekulami ni združevanja. Ko se temperatura poviša na 390C, postane hidrofobna interakcija med molekularnimi verigami močnejša, makromolekule agregata, in topnost vode polimera postane slaba. Vendar pri tej temperaturi le majhen del molekul hidroksipropil celuloze tvori nekaj ohlapnih agregatov, ki vsebujejo le nekaj molekulskih verig, medtem ko je večina molekul še vedno v stanju razpršenih enojnih verig. Ko se temperatura dvigne na 400C, pri tvorbi agregatov sodeluje več makromolekul, topnost pa postane slabša in slabša, toda v tem času so nekatere molekule še vedno v stanju posameznih verig. Kadar je temperatura v območju 410c-440C, se zaradi močnega hidrofobnega učinka pri višjih temperaturah zbere več molekul, da tvorijo večje in gostejše nanodelce z relativno enakomerno porazdelitvijo. VISITOV postanejo večje in gostejše. Nastajanje teh hidrofobnih agregatov vodi do tvorbe regij visoke in nizke koncentracije polimera v raztopini, tako imenovanem mikroskopskem ločevanju faze.
Treba je poudariti, da so agregati nanodelcev v kinetično stabilnem stanju, ne pa termodinamično stabilno stanje. To je zato, ker je bila začetna struktura kletke uničena, še vedno obstaja močna vodikova vez med hidrofilno hidroksilno skupino in molekulo vode, ki preprečuje, da bi hidrofobne skupine, kot sta metil in hidroksipropil, kombinacija med. Agregati nanodelcev so pod skupnim vplivom obeh učinkov dosegli dinamično ravnotežje in stabilno stanje.
Poleg tega je raziskava tudi ugotovila, da hitrost ogrevanja vpliva tudi na tvorbo združenih delcev. Pri hitrejši hitrosti segrevanja je združevanje molekulskih verig hitrejše, velikost tvorjenih nanodelcev pa je manjša; In ko je hitrost ogrevanja počasnejša, imajo makromolekule več možnosti za oblikovanje agregatov nanodelcev večje velikosti.
Čas objave: april-17-2023